JP2868909B2 - Fingerprint collation device - Google Patents

Fingerprint collation device

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JP2868909B2
JP2868909B2 JP3020000A JP2000091A JP2868909B2 JP 2868909 B2 JP2868909 B2 JP 2868909B2 JP 3020000 A JP3020000 A JP 3020000A JP 2000091 A JP2000091 A JP 2000091A JP 2868909 B2 JP2868909 B2 JP 2868909B2
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fingerprint
matching
binarization
unit
image
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誠吾 井垣
卓 新埼
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Fujitsu Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365Matching; Classification

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は入力した指紋像と辞書に
格納されている辞書パターンとを比較して本人を確認す
る指紋照合装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint collating apparatus for comparing an input fingerprint image with a dictionary pattern stored in a dictionary to identify the user.

【0002】近年、コンピュータが広範な社会システム
の中に導入されるに伴い、システム・セキュリティに関
係者の関心が集まっている。コンピュータルームへの入
室や、端末利用の際の本人確認の手段として、これまで
用いられてきたIDカードやパスワードには、セキュリ
ティ確保の面から多くの疑問が提起されている。これに
対して、指紋は万人不同,終生不変という2大特徴を持
つため、本人確認の最も有力な手段と考えられ、指紋を
用いた簡便な個人照合システムに関して多くの研究開発
が行われている。
In recent years, with the introduction of computers into a wide range of social systems, stakeholders have been interested in system security. Many questions have been raised from the aspect of security assurance regarding ID cards and passwords that have been used as means for entering a computer room or confirming the identity of a terminal when using a terminal. On the other hand, fingerprints are considered to be the most powerful means of personal identification because they have two major characteristics, that is, everyone's identity and lifelong invariance, and much research and development has been conducted on a simple personal identification system using fingerprints. I have.

【0003】[0003]

【従来の技術】図6は従来の指紋照合装置の構成概念図
である。先ず、登録時の動作について説明する。指紋セ
ンサ1に指を押しつけておいて指紋のパターンを検出
し、指紋センサ1内のA/D変換器(図示せず)により
ディジタルデータに変換する。変換されたディジタルデ
ータ(指紋データ)は、続く2値化回路2により
“0”,“1”の2値データに変換され、フレームメモ
リ3に格納される。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a conceptual diagram showing the configuration of a conventional fingerprint collating apparatus. First, the operation at the time of registration will be described. A finger is pressed against the fingerprint sensor 1 to detect a fingerprint pattern, and is converted into digital data by an A / D converter (not shown) in the fingerprint sensor 1. The converted digital data (fingerprint data) is converted into binary data “0” and “1” by the subsequent binarization circuit 2 and stored in the frame memory 3.

【0004】フレームメモリ3に格納された指紋データ
は、順次読出された後、特徴情報抽出部4に入り、特徴
情報が抽出される。ここで、特徴情報とは、例えば図7
(a)に示すような分岐点や(b)に示すような端点等
をいう。このような分岐点や端点がどの位置に何個ある
かで指紋を特定することができる。抽出された特徴情報
は、指紋辞書記憶部5に格納される。以上の動作が複数
の個人について繰返され、個人の特徴情報が指紋辞書記
憶部5に格納される。
[0004] The fingerprint data stored in the frame memory 3 is sequentially read out, and then enters a feature information extraction unit 4 where feature information is extracted. Here, the characteristic information is, for example, the one shown in FIG.
A branch point as shown in (a) or an end point as shown in (b). A fingerprint can be specified based on where and how many such branch points and end points exist. The extracted feature information is stored in the fingerprint dictionary storage unit 5. The above operation is repeated for a plurality of individuals, and the characteristic information of the individuals is stored in the fingerprint dictionary storage unit 5.

【0005】このようにして特徴情報量の指紋辞書記憶
部5への登録が終了すると、今度は個人の指紋の照合動
作に入る。照合の場合、指紋センサ1に指(予め登録に
用いた指。例えば人さし指)を乗せてから、テンキー
(図示せず)で自分のID番号を入力する。この結果、
照合部6はID番号を基に指紋辞書記憶部5の検索する
範囲を決定して照合時に読出すことにより、検索する範
囲を絞ることができる。
[0005] When the registration of the characteristic information amount in the fingerprint dictionary storage unit 5 is completed in this way, an operation for collating the fingerprint of the individual is started. In the case of collation, a finger (a finger previously used for registration, for example, an index finger) is put on the fingerprint sensor 1, and then the user enters his / her ID number using a numeric keypad (not shown). As a result,
The collating unit 6 determines the search range of the fingerprint dictionary storage unit 5 based on the ID number and reads it out at the time of collation, thereby narrowing the search range.

【0006】登録時と同様にして指紋のパターンを検出
し、指紋センサ1内のA/D変換器(図示せず)により
ディジタルデータに変換する。変換されたディジタルデ
ータは、続く2値化回路2により“0”,“1”の2値
データに変換され、フレームメモリ3に格納される。
A fingerprint pattern is detected in the same manner as at the time of registration, and is converted into digital data by an A / D converter (not shown) in the fingerprint sensor 1. The converted digital data is converted into binary data “0” and “1” by the following binarization circuit 2 and stored in the frame memory 3.

【0007】照合部6は、フレームメモリ3に格納され
ている照合用指紋画像と、指紋辞書記憶部5に格納され
ている個人毎の特徴情報とを読出し、双方の照合(パタ
ーンマッチング)を行う。特徴パターンの一致の数が所
定数以上あった時には、指紋が一致したと判定する。
The collation unit 6 reads the fingerprint image for collation stored in the frame memory 3 and the characteristic information for each individual stored in the fingerprint dictionary storage unit 5 and performs collation (pattern matching) of both. . When the number of matching feature patterns is equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the fingerprints match.

【0008】次に、パターンマッチング動作について、
更に詳細に説明する。図8の(a)は指紋センサ1で読
取り、2値化回路2で2値化され、フレームメモリ3に
入っている指紋画像である。図において、斜線で示す領
域は隆線(山線)、白い領域は谷線である。特徴情報抽
出部4は、この指紋画像から特徴点を抽出し、特徴点を
中心とした指紋画像(特徴パターン)を窓(ウィンド)
状に複数個切り出す。
Next, regarding the pattern matching operation,
This will be described in more detail. FIG. 8A shows a fingerprint image read by the fingerprint sensor 1, binarized by the binarization circuit 2, and stored in the frame memory 3. In the figure, the hatched area is a ridge line (mountain line), and the white area is a valley line. The feature information extraction unit 4 extracts a feature point from the fingerprint image, and displays a fingerprint image (feature pattern) centered on the feature point in a window (window).
Cut out multiple pieces.

【0009】ここで、窓を切り出す場合には、図9に示
すように先ず、入力画像を予め幾つかの小領域に分割し
ておき、入力画像の中心に近い位置から順に(図の矢
印)特徴点を捜し、窓として登録する。
Here, when cutting out the window, first, as shown in FIG. 9, the input image is divided into several small areas in advance, and the area is closer to the center of the input image in order (arrows in the figure). Search for feature points and register as windows.

【0010】図8の(b)は指紋辞書としての特徴パタ
ーンを示す図である。図のWが位置合わせ用窓、残りの
1から6が位置合わせ用窓Wの周囲に抽出された窓であ
る。この位置関係を保存したまま、辞書として指紋辞書
記憶部5に登録される。
FIG. 8B shows a characteristic pattern as a fingerprint dictionary. In the figure, W is a positioning window, and the remaining 1 to 6 are windows extracted around the positioning window W. This positional relationship is stored in the fingerprint dictionary storage unit 5 as a dictionary while keeping the positional relationship.

【0011】照合時には、照合部6が入力された指紋画
像に対して指紋辞書の窓をパターンマッチングさせる。
指紋辞書は、1個の位置合わせ用窓Wと複数の照合用の
周辺窓とに2分される。最初に、位置合わせ用窓Wを指
紋画像に対して走査を行い、パターンマッチングさせ、
登録画像に対する入力画像の移動量を把握する。その
後、照合用窓を位置合わせ用窓の移動量だけずらして照
合させる。図8の(c)はパターンマッチングの様子を
示している。図において、Hは読み込んだ指紋画像であ
る。この指紋画像に対して位置合わせ用窓Wを走査さ
せ、一致するパターンを捜し、一致した位置で移動量を
覚えておく。そして、残りの照合用窓に対しても同じ移
動量だけ移動せさると、図(c)の状態になる。このパ
ターンマッチングを行うに際しては、人間の皮膚の柔ら
かみによる歪みに対応させるため、照合用窓を若干量だ
け2次元的に走査させてパターンマッチングを行う。
At the time of collation, the collation unit 6 performs pattern matching on the input fingerprint image in the window of the fingerprint dictionary.
The fingerprint dictionary is divided into one positioning window W and a plurality of peripheral windows for comparison. First, the positioning window W is scanned with respect to the fingerprint image to perform pattern matching,
The moving amount of the input image with respect to the registered image is grasped. Thereafter, the collation window is shifted by the amount of movement of the positioning window for collation. FIG. 8C shows the state of pattern matching. In the figure, H is the read fingerprint image. The positioning window W is scanned with respect to the fingerprint image to search for a matching pattern, and the amount of movement is remembered at the matching position. Then, when the remaining moving window is moved by the same moving amount, the state shown in FIG. When performing this pattern matching, the matching window is two-dimensionally scanned by a small amount to perform pattern matching in order to cope with distortion due to softness of human skin.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前述したようなムービ
ングウィンド法による指紋照合方法では、指紋の特徴点
近傍の2値画像を窓として切り出し、辞書(特徴パター
ン)として登録している。そして、登録の際には、入力
画像を予め幾つかの小領域に分割しておき、入力画像の
中心に近い小領域から順に特徴点を捜し、窓として登録
するようになっている。
In the fingerprint matching method based on the moving window method as described above, a binary image near a feature point of a fingerprint is cut out as a window and registered as a dictionary (feature pattern). At the time of registration, the input image is divided into several small regions in advance, and feature points are searched in order from the small region near the center of the input image, and registered as a window.

【0013】このため、発汗や指先の荒れ等に伴うパタ
ーンの太り、細りやかすれ等に対して安定な窓が必ずし
も優先的に選択されないという問題があった。
For this reason, there has been a problem that a window that is stable with respect to thickening, thinning or fading of the pattern due to sweating or roughening of the fingertip is not always preferentially selected.

【0014】ムービングウィンド法ではないが、複数回
の押捺で得た複数の多値画像のそれぞれを用いて特徴点
を抽出し、出現頻度の高い特徴点を優先的に選択する方
法が提案されている(特開昭61−272886号)。
Although not a moving window method, a method has been proposed in which feature points are extracted using each of a plurality of multivalued images obtained by a plurality of impressions, and feature points having a high appearance frequency are preferentially selected. (JP-A-61-272886).

【0015】しかしながら、この方法は毎回の押捺画面
の間で位置合わせを行い、選択された特徴点の対応づけ
を行う必要があり、処理時間が増大するという問題があ
る。
However, in this method, it is necessary to perform positioning between the imprinting screens each time and to correspond the selected feature points, and there is a problem that the processing time increases.

【0016】これに対し、本出願人らは、1回の押捺過
程における複数の2値画像のそれぞれを用いて特徴点を
抽出し、出現頻度の高い特徴点を優先的に選択する方法
を提案した(特願昭63−312533号,特願平01
−253458号)。この方法によれば、特徴点相互の
対応づけが容易であるという利点がある。
On the other hand, the present applicant proposes a method of extracting a feature point using each of a plurality of binary images in one printing process and preferentially selecting a feature point having a high appearance frequency. (Japanese Patent Application No. 63-313533, Japanese Patent Application No. 01
-253458). According to this method, there is an advantage that correspondence between feature points is easy.

【0017】しかしながら、複数画面のそれぞれに対し
て特徴点の抽出を繰り返すことによる処理時間の増大と
いう問題点は解消されていない。
However, the problem of an increase in processing time due to repeated extraction of feature points for each of a plurality of screens has not been solved.

【0018】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、出現頻度の高い特徴点を優先的に選択し
つつ、処理時間を短くすることができる指紋照合装置を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fingerprint matching apparatus capable of shortening the processing time while preferentially selecting feature points having a high frequency of appearance. The purpose is.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理ブロ
ック図である。図6と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。図において、1は指紋画像を入力する指紋セン
サ、10は該指紋センサ1の出力を受けて、複数の閾値
と比較して2値化を行えるようにした2値化回路、11
は該2値化回路10の登録用指紋画像を格納する第1の
2値化メモリ、12は該第1の2値化メモリ11の出力
を受けて、特徴点を抽出して格納する特徴抽出部、13
は前記2値化回路10の異なる閾値により得た複数の照
合用指紋画像を格納する第2の2値化メモリである。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. 6 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 1 is a fingerprint sensor for inputting a fingerprint image, 10 is a binarization circuit which receives the output of the fingerprint sensor 1 and performs binarization by comparing it with a plurality of thresholds.
Is a first binarization memory for storing a fingerprint image for registration of the binarization circuit 10, and 12 is a feature extraction unit that receives an output of the first binarization memory 11 and extracts and stores a feature point. Part, 13
Is a second binarization memory for storing a plurality of fingerprint images for collation obtained by different threshold values of the binarization circuit 10.

【0020】14は前記第1の2値化メモリ11の特徴
点近傍の窓画像と、第2の2値化メモリ13に格納され
ている任意の照合用指紋画像の対応する領域の窓画像と
の比較を行う比較部、15は該比較部14の比較結果を
格納しておき、前記特徴抽出部12に格納されている特
徴点の指紋辞書としての安定度評価を行う安定度評価
部、16は該安定度評価部15により選択された特徴点
を指紋辞書として格納する指紋辞書記憶部、17は該指
紋辞書記憶部16に格納された指紋辞書と照合用指紋画
像とのパターンマッチングを行う照合部である。
Reference numeral 14 denotes a window image in the vicinity of a feature point of the first binarization memory 11 and a window image in a region corresponding to an arbitrary fingerprint image for collation stored in the second binarization memory 13. A comparison unit 15 that stores the comparison result of the comparison unit 14 and evaluates the stability of the feature points stored in the feature extraction unit 12 as a fingerprint dictionary; Is a fingerprint dictionary storage unit that stores the feature points selected by the stability evaluation unit 15 as a fingerprint dictionary. Department.

【0021】[0021]

【作用】先ず、基準閾値を用いて2値化した画像を第1
の2値化メモリ11に格納し、該2値化画像から特徴点
を抽出して特徴抽出部12に格納しておく。次に、この
基準閾値を中心に上下に振った複数の閾値を用いて2値
化した画像を第2の2値化メモリ13に閾値毎に格納し
ておく。そして、比較部14が第1の2値化メモリ11
の特徴点近傍の窓画像と第2の2値化メモリ13に格納
されている任意の照合用指紋画像の対応する領域の窓画
像との比較を行い、安定度評価部15は比較部14の比
較結果に基づいて照合誤差の少ない窓を特徴パターンと
して用いるようにする。
First, the image binarized using the reference threshold is converted to the first image.
The feature point is extracted from the binary image and stored in the feature extracting unit 12. Next, the binarized image is stored in the second binarization memory 13 for each threshold value by using a plurality of threshold values which are shifted up and down around the reference threshold value. Then, the comparing unit 14 sets the first binarized memory 11
Is compared with a window image of a corresponding area of an arbitrary fingerprint image for collation stored in the second binarization memory 13, and the stability evaluation unit 15 A window having a small matching error is used as a feature pattern based on the comparison result.

【0022】このような構成とすることにより、指先の
発汗状態の変化や、指先の状態の季節的変化に伴うパタ
ーンの太り,細りやかすれ等に対して安定な窓を優先的
に辞書として登録することができ、出現頻度の高い特徴
点を優先的に選択しつつ、処理時間を短くすることがで
きる。
With such a configuration, windows that are stable against changes in the state of sweating of the fingertips, and fat, thin, or faint patterns due to seasonal changes in the state of the fingertips are preferentially registered as a dictionary. The processing time can be shortened while preferentially selecting feature points having a high appearance frequency.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】先ず、本発明の原理について詳細に説明す
る。図2は指紋画像と指紋センサ出力波形の関係を示す
図である。指紋画像には、図に示すように汗腺aが存在
する画像や、かすれbが存在する画像や、汗腺aに
加えて部分的発汗部cが存在する画像や、正常な画像
がある。
First, the principle of the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a fingerprint image and a fingerprint sensor output waveform. As shown in the figure, the fingerprint image includes an image in which a sweat gland a exists, an image in which a blur b exists, an image in which a partial sweat part c exists in addition to the sweat gland a, and a normal image.

【0025】図の→はスキャン方向を示す。それぞれの
指紋画像に対する指紋センサ1の出力波形を、その下の
段に示している。図より明らかなように、本来の隆線部
に比較して、汗腺aやかすれbのある部位では、出力
レベルが小さいことが分かる。これに対して、に示す
発汗部では出力レベルが上昇する。このため、発汗があ
ると、小区間の平均濃度等から求めた2値化閾値が、周
辺の小区間に比較して上昇することも明らかである。図
のL1〜L3は2値化閾値である。L1が通常閾値であ
る。
The arrow mark in the drawing indicates the scanning direction. The output waveform of the fingerprint sensor 1 for each fingerprint image is shown in the lower row. As is clear from the figure, the output level is smaller in the portion where the sweat gland a and the blur b are present than in the original ridge portion. On the other hand, the output level increases in the sweating section shown in FIG. For this reason, it is also clear that if there is sweating, the binarization threshold value obtained from the average density of the small section or the like increases in comparison with the surrounding small sections. L1 to L3 in the figure are binarization thresholds. L1 is a normal threshold value.

【0026】このため、本来は隆線に含まれるべき部位
にボイド(欠け)や断線を生じることになる。そこで、
小区間の平均濃度等から求めた2値化閾値に対して、一
律にある係数をかけた複数の新たな2値化閾値を設定
し、それぞれの閾値による2値化結果を比較する。
For this reason, voids (cracks) and disconnections are generated in portions that should be included in the ridges. Therefore,
A plurality of new binarization thresholds are set by uniformly multiplying the binarization threshold obtained from the average density of the small section by a certain coefficient, and the binarization results by the respective thresholds are compared.

【0027】汗腺やかすれがない安定な隆線位置では、
2値化閾値の違いによる白画素数の変化が比較的穏やか
なのに対し、周囲に比較して汗腺やかすれの激しい部位
では、白画素数が大きく変化する。
In a stable ridge position without sweat glands or blurring,
While the change in the number of white pixels due to the difference in the binarization threshold is relatively gentle, the number of white pixels greatly changes in a part where sweat glands and fading are severe compared to the surroundings.

【0028】図3は2値化閾値と白画素数の関係を示す
図である。縦軸は白画素数、横軸は2値化閾値である。
2値化閾値を高くしていくと(図2の閾値Lのレベルを
上に上げることに相当)、白画素数は当然に減少する
が、その減少変化が大きい。従って、2値化閾値の大き
い領域Aは不安定領域といえる。これに対し、2値化閾
値が低い領域からある値の領域までは白画素数のほぼ一
定な領域である。この領域Bは安定領域といえる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the binarization threshold and the number of white pixels. The vertical axis indicates the number of white pixels, and the horizontal axis indicates the binarization threshold.
As the binarization threshold is increased (corresponding to increasing the level of the threshold L in FIG. 2), the number of white pixels naturally decreases, but the decrease changes greatly. Therefore, the region A where the binarization threshold is large can be said to be an unstable region. On the other hand, the region from the region where the binarization threshold is low to the region where the binarization threshold is a certain value is a region where the number of white pixels is almost constant. This area B can be said to be a stable area.

【0029】従って、異なる2値化閾値によって得た複
数の2値画像を相互に比較することにより、1回の押捺
によって得た1画面の多値画像から安定な隆線部と不安
定な隆線部とを分離するという本発明の目的を達成する
ことができる。
Therefore, by comparing a plurality of binary images obtained by different binarization threshold values with each other, a stable ridge portion and an unstable ridge portion can be obtained from a multi-value image of one screen obtained by one impression. It is possible to achieve the object of the present invention of separating the line portion.

【0030】図4は本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して
示す。図において、18は第1の2値化メモリ11に格
納されている登録用2値画像を読出して細線化処理を行
う細線化部である。この細線化部18は、余分な指紋画
像のヒゲ等を除去して、指紋パターンを明確化するもの
である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, reference numeral 18 denotes a thinning unit for reading out the binary image for registration stored in the first binary memory 11 and performing a thinning process. The thinning unit 18 removes unnecessary whiskers of a fingerprint image and clarifies a fingerprint pattern.

【0031】特徴抽出部12は、細線化部18で細線化
された2値画像から特徴情報を抽出する特徴抽出回路1
2aと、該特徴抽出回路12aで抽出した特徴点及びそ
の近傍を特徴パターンの窓として記憶する特徴点記憶メ
モリ12bとで構成されている。その他の構成は、図1
と同じである。このように構成された装置の動作を図5
の動作フローチャートに沿って説明すれば、以下のとお
りである。
The feature extracting unit 12 extracts feature information from the binary image thinned by the thinning unit 18.
2a and a feature point storage memory 12b that stores the feature points extracted by the feature extraction circuit 12a and the vicinity thereof as a feature pattern window. Other configurations are shown in FIG.
Is the same as The operation of the device configured as described above is shown in FIG.
The operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0032】先ず、指紋センサ1で登録用画像を入力し
(S1)、基準閾値THを用いて2値化回路10で2
値化する(S2)。2値化された画像は、一旦第1の2
値化メモリ11に格納される。次に、2値化メモリ11
に入った画像は読出された後、細線化部18で細線化処
理が行われる(S3)。
[0032] First, enter the registration images in the fingerprint sensor 1 (S1), in the binarizing circuit 10 using the reference threshold TH S 2
The value is converted (S2). The binarized image is once converted to the first 2
It is stored in the value memory 11. Next, the binarized memory 11
After the entered image is read, the thinning unit 18 performs a thinning process (S3).

【0033】細線化処理が終了すると、特徴抽出回路1
2aは特徴点を抽出し(S4)、その近傍の画像と共に
窓画像(特徴パターン)として特徴点記憶メモリ12b
に格納する。
When the thinning process is completed, the feature extracting circuit 1
2a extracts a feature point (S4), and a feature point storage memory 12b as a window image (feature pattern) together with an image in the vicinity thereof.
To be stored.

【0034】登録用画像の入力が終了すると、次に照合
用指紋画像の入力を行う(S5)。指紋センサ1で検出
された指紋画像は、続く2値化回路10で2値化される
(S6)。ここで、照合用の指紋画像は、複数の閾値で
2値化される。使用される閾値THiは、ステップS2
で用いられた閾値THをその前後に若干量だけ振った
値を用いる。具体的には、基準閾値THにある係数を
掛けたものを用いる。
When the input of the image for registration is completed, the fingerprint image for collation is input next (S5). The fingerprint image detected by the fingerprint sensor 1 is binarized by the subsequent binarization circuit 10 (S6). Here, the fingerprint image for collation is binarized by a plurality of threshold values. The threshold value THi used is determined in step S2.
The values swung by a small amount the threshold TH S before and after used in used. Specifically, it used multiplied by the coefficient in the reference threshold TH S.

【0035】2値化された画像は、順次第2の2値化メ
モリ13に格納される(S7)。図4の13aは、複数
の2値画像が格納されている様子を示している。次に、
照合用画像の入力が終了したかどうかチェックし(S
8)、終了していない場合にはステップS5に戻り、他
の閾値での2値化とメモリへの格納処理を繰り返すこと
になる。
The binarized images are sequentially stored in the second binarization memory 13 (S7). FIG. 4A illustrates a state in which a plurality of binary images are stored. next,
Check whether the input of the image for collation is completed (S
8) If not completed, the process returns to step S5, and the binarization with another threshold value and the storing process to the memory are repeated.

【0036】全ての照合用画像の2値化処理が終了した
ら、特徴点の安定度評価作業に移る。先ず、特徴点記憶
メモリ12bに格納されている各特徴点の窓画像に対応
した2値画像(第1の2値化メモリ11から読出す)
と、第2の2値化メモリ13aに格納されている2値画
像の対応する領域とを照合し、白画素数の差を求める
(S9)。求めた白画素数の差分は、安定度評価部15
に渡す。次に全ての特徴点について照合処理が終了した
かどうかチェックする(S10)。ここでの全ての特徴
点とは、複数の閾値により2値化した指紋画像の全ての
特徴点の意味である。
When the binarization processing for all the comparison images has been completed, the operation proceeds to the feature point stability evaluation work. First, a binary image corresponding to the window image of each feature point stored in the feature point storage memory 12b (read from the first binary memory 11)
And the corresponding area of the binary image stored in the second binarization memory 13a to determine the difference in the number of white pixels (S9). The obtained difference in the number of white pixels is calculated by the stability evaluation unit 15.
Pass to. Next, it is checked whether the matching process has been completed for all the feature points (S10). Here, all the feature points mean all the feature points of the fingerprint image binarized by a plurality of threshold values.

【0037】全ての特徴点についての白画素数の照合が
終了したら、安定度評価部15には全ての特徴点につい
ての登録用画像と照合用画像の白画素数の差分データが
取り込まれている。そこで、安定度評価部15は、これ
らデータを基に窓の登録順位を決定する(S11)。つ
まり、全ての照合用窓との比較により白画素数の変化の
最も少なかった窓から順に順序付けを行う(S11)。
この順位は、指紋照合に際して最も安定な特徴パターン
窓と一致する。
When the collation of the number of white pixels for all the feature points is completed, the stability evaluation unit 15 takes in the difference data of the number of white pixels between the registration image and the collation image for all the feature points. . Therefore, the stability evaluation unit 15 determines the registration order of the windows based on these data (S11). That is, the ordering is performed in order from the window having the smallest change in the number of white pixels by comparison with all matching windows (S11).
This order matches the most stable feature pattern window during fingerprint matching.

【0038】窓の順序付けが終了したら、安定度評価部
15は特徴抽出部12に指令を送り、特徴点記憶メモリ
12bから照合誤差の少ない順にソーティングして読み
出し、この順位を照合の際の利用順位として指紋辞書記
憶部16に登録する(S12)。このことは、出現頻度
の高い特徴点を優先的に選択することを意味し、これに
より、指紋辞書記憶部16には、指の発汗やかすれ等に
対しても安定な特徴パターンが登録されたことになる。
When the ordering of the windows is completed, the stability evaluator 15 sends a command to the feature extractor 12, sorts and reads out from the feature point storage memory 12b in ascending order of collation error, and uses this order in the collation order. Is registered in the fingerprint dictionary storage unit 16 (S12). This means that feature points having a high appearance frequency are preferentially selected, and thus, a stable feature pattern is registered in the fingerprint dictionary storage unit 16 with respect to sweating and blurring of the finger. Will be.

【0039】指紋画像の照合の際には、照合部17は指
紋辞書16に登録された特徴パターン(窓画像)と入力
画像との照合い、本人の確認を行う。
When collating the fingerprint image, the collating unit 17 collates the feature pattern (window image) registered in the fingerprint dictionary 16 with the input image, and confirms the identity.

【0040】指紋照合方法は、前述の実施例に限るもの
ではなく、定度評価部15は、異なる2値化閾値間で得
られた2値画像の照合誤差の過多に応じて窓に重みづけ
をして指紋辞書記憶部16に登録しておき、照合の際に
は照合部17は重みづけしたスコアの合計値の大小によ
り本人確認を行うようにすることもできる。このように
すると、所定の誤照合率を維持したまま照合する窓の数
を減らすことができる。
The fingerprint collation method is not limited to the above-described embodiment, and the degree evaluation unit 15 weights the window according to an excessive collation error of the binary image obtained between different binarization thresholds. May be registered in the fingerprint dictionary storage unit 16, and at the time of collation, the collation unit 17 may perform identity verification based on the magnitude of the total value of the weighted scores. By doing so, the number of windows to be compared can be reduced while maintaining a predetermined false matching rate.

【0041】また、前記照合部17は、異なる2値化閾
値で得られた2値画像間の照合誤差の過多に応じて、照
合の際の個々の窓の合否の判定閾値を変えるようにする
ことも照合率の向上に寄与する。
The matching section 17 changes the pass / fail judgment threshold value of each window at the time of matching according to an excessive matching error between binary images obtained at different binarization threshold values. This also contributes to an improvement in the matching rate.

【0042】また、閾値の決定方法としては、前記2値
化回路10で用いる複数の2値化閾値の基準閾値とし
て、予め分割した小領域毎の平均濃度を用いるようにす
ることができる。更に、前記2値化回路10で用いる複
数の2値化閾値の基準閾値として、分割した小領域毎に
予め記憶させておいた基準値を用いるようにすることも
できる。
As a method of determining the threshold value, the average density of each of the divided small regions can be used as a reference threshold value of the plurality of binarization threshold values used in the binarization circuit 10. Further, a reference value stored in advance for each of the divided small regions may be used as a reference threshold value of the plurality of binarization threshold values used in the binarization circuit 10.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば登録用指紋画像から得られた特徴点を全て記憶し
ておき、これら特徴点に対応する登録用指紋2値画像と
照合用指紋2値画像とを窓単位で比較し、照合誤差の小
さいものから順に特徴パターンとして登録することによ
り、出現頻度の高い特徴点を優先的に選択しつつ、処理
時間を短くすることができる指紋照合装置を提供するこ
とができる。
As described above in detail, according to the present invention, all the feature points obtained from the fingerprint image for registration are stored, and the binary image for registration corresponding to these feature points is collated. By comparing a fingerprint fingerprint binary image with each other on a window basis and registering the feature patterns in ascending order of the matching error, feature points having a high appearance frequency can be preferentially selected and the processing time can be shortened. A fingerprint matching device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理ブロック図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention.

【図2】指紋画像と指紋センサ出力波形の関係を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a fingerprint image and a fingerprint sensor output waveform.

【図3】2値化閾値と白画素数の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a binarization threshold and the number of white pixels.

【図4】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
FIG. 4 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the present invention.

【図6】従来の指紋照合装置の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a conventional fingerprint matching device.

【図7】指紋の特徴情報例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of fingerprint feature information.

【図8】パターンマッチングの動作説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of pattern matching.

【図9】窓の登録順位を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the registration order of windows.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 指紋センサ 10 2値化回路 11 第1の2値化メモリ 12 特徴抽出部 13 第2の2値化メモリ 14 比較部 15 安定度評価部 16 指紋辞書記憶部 17 照合部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fingerprint sensor 10 Binarization circuit 11 1st binarization memory 12 Feature extraction unit 13 2nd binarization memory 14 Comparison unit 15 Stability evaluation unit 16 Fingerprint dictionary storage unit 17 Collation unit

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 指紋画像を入力する指紋センサと、 該指紋センサの出力を受けて、複数の閾値と比較して2
値化を行なえるようにした2値化回路と、 該2値化回路の登録用指紋画像を格納する第1の2値化
メモリと、 該第1の2値化メモリの出力を受けて、特徴点を抽出し
て格納する特徴抽出部と、 前記2値化回路の異なる閾値により得た複数の照合用指
紋画像を格納する第2の2値化メモリと、 前記第1の2値化メモリの特徴点近傍の窓画像と、第2
の2値化メモリに格納されている任意の照合用指紋画像
の対応する領域の窓画像との比較を行なう比較部と、 該比較部の比較結果を格納しておき、前記特徴抽出部に
格納されている特徴点の指紋辞書としての安定度評価を
行ない、特徴点を選択する安定度評価部と、 該安定度評価部により選択された特徴点を指紋辞書とし
て格納する指紋辞書記憶部と、 該指紋辞書記憶部に格納された指紋辞書と照合用指紋辞
書とのパターンマッチングを行う照合部とにより構成さ
れた指紋照合装置。
1. A fingerprint sensor to enter a fingerprint image, receives the output of the fingerprint sensor, as compared to the multiple thresholds 2
And 2 Nekakai path was so performed to binarization, and a first binarization <br/> memory for storing the registration fingerprint image of the 2 Nekakai path, binarization of the first Note undergoing re output, a feature extraction unit for storing and extracting feature points, the second binarization memory for storing a plurality of collation fingerprint image obtained by the different thresholds of the two Nekakai path When the window image of the first binarized memory near the feature point, a second
A corresponding comparison unit for comparing the window image region of the binarized note any verification fingerprint image stored in the re of, may be stored a comparison result of the comparing unit, the feature extraction unit <br/> Stability evaluation of stored feature points as a fingerprint dictionary
Deeds, matching and stability evaluation unit for selecting feature points, and the fingerprint dictionary storage unit for storing more selected feature points in the stability evaluation unit as a fingerprint dictionary fingerprint dictionary stored in the fingerprint dictionary storage unit A fingerprint matching device comprising a matching unit that performs pattern matching with a fingerprint dictionary for use.
【請求項2】 前記比較部は、第1及び第2の2値化メ
リから特徴点に対応した窓画像毎にその白画素の数を
比較するようにしたことを特徴とする請求項1記載の指
紋照合装置。
Wherein said comparison unit, that it has to compare the number of white pixels in each window image corresponding to the first and second 2 Nekame <br/> mode Li or al minutia The fingerprint matching device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記安定度評価部は、異なる閾値間で得
られた2値画像間の照合誤差の少ない順にソーティング
した登録順位を照合の際の窓の利用順位として、指紋辞
書記憶部に登録するようにしたことを特徴とする請求項
1記載の指紋照合装置。
3. The stability evaluation unit registers in the fingerprint dictionary storage unit a registration order sorted in ascending order of a matching error between binary images obtained between different thresholds as a window use order in matching. 2. The fingerprint matching device according to claim 1, wherein the fingerprint matching is performed.
【請求項4】 前記安定度評価部は、異なる2値化閾値
間で得られた2値画像の照合誤差の過多に応じて窓に重
みづけをして指紋辞書記憶部に登録しておき、照合の際
には照合部は重みづけしたスコアの合計値の大小により
本人確認を行うようにしたことを特徴とする請求項1記
載の指紋照合装置。
4. The stability evaluation unit weights a window according to an excessive matching error of a binary image obtained between different binarization thresholds and registers the window in a fingerprint dictionary storage unit . 2. The fingerprint matching device according to claim 1, wherein at the time of matching, the matching unit performs identity verification based on the magnitude of the total value of the weighted scores.
【請求項5】 前記照合部は、異なる2値化閾値で得ら
れた2値画像間の照合誤差の過多に応じて、照合の際の
個々の窓の合否の判定閾値を変えるようにしたことを特
徴とする請求項1記載の指紋照合装置。
5. The collation unit changes a pass / fail judgment threshold of each window at the time of collation according to an excessive collation error between binary images obtained at different binarization thresholds. 2. The fingerprint matching device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記2値化回路で用いる複数の2値化閾
値の基準閾値として、予め分割した小領域毎の平均濃度
を用いるようにしたことを特徴とする請求項1記載の指
紋照合装置。
As 6. reference threshold of a plurality of binarization threshold value used in the 2 Nekakai path, previously divided it as adapted to use the average density of each small area fingerprint identification according to claim 1, wherein apparatus.
【請求項7】 前記2値化回路で用いる複数の2値化閾
値の基準閾値として、分割した小領域毎に予め記憶させ
ておいた基準値を用いるようにしたことを特徴とする請
求項1記載の指紋照合装置。
As claimed in claim 7, wherein the 2 Nekakai road reference threshold of a plurality of binarization threshold value used in, claims, characterized in that to use a reference value that has been previously allowed stored in the divided small regions each 2. The fingerprint matching device according to claim 1.
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